Galactomanana

Polissacarídeos são biopolímeros muito versáteis em sua composição podendo também ser conhecidos como goma ou hidrocoloide que podem ser extraídos das raízes, dos tubérculos, dos caules, sementes e são encontrados na natureza sob as mais diversas formas exercendo diferentes funções (ALVES, 2013). Com base em suas estruturas químicas, os polissacarídeos de reserva de parede celular são agrupados em três grandes classes: mananas, xiloglucanas e galactanas. As mananas são subdivididas em mananas puras, glucomananas e galactomananas. As galactomananas e as xiloglucanas ganham maior destaque por apresentarem importantes aplicações industriais (CUNHA et al., 2009).

Os estudos e as aplicações desses biopolímeros têm crescido muito nestes últimos anos e essa demanda tem sido justificada principalmente pelas suas características específicas que permitem o uso em um vasto campo de aplicações industriais (ALVES, 2013), levando a aplicações úteis e interessantes na biomedicina, e especificamente, no campo farmacêutico. Prajapati et al. (2013) enumeraram uma lista com hemiceluloses naturais ou modificadas de aplicações farmacêuticas, com ênfase em sua importância por serem biocompatíveis, de baixo custo e largamente disponíveis. A maior vantagem em relação aos biopolímeros sintéticos reside no fato de serem quimicamente inertes, atóxicos e biodegradáveis (CUNHA et al., 2009).

Dentre outras fontes, tais como de fungos, bactérias, algas, as galactomananas estão contidas em sementes de plantas e são utilizadas como fonte de reserva para o vegetal. Galactomanana é a denominação dada a polissacarídeos neutros extraídos geralmente do endosperma de sementes de certas leguminosas. Esses polímeros se constituem de um esqueleto composto por uma cadeia principal de -D-manose, com ligações do tipo éter 1→4. Os grupos laterais são constituídos por uma unidade de α-D-galactose, que se encontra presa à cadeia principal pelas posições 1→6 (CERQUEIRA et al., 2011).

Seu papel fisiológico na planta também está relacionado com a manutenção e regulação da água durante a germinação além de proteção contra predadores. Durante a germinação, esses polissacarídeos são catabolizados para fornecer energia e esqueletos de carbono para o crescimento da planta (BUCKERIDGE, 2010).

Devido as suas propriedades físico-químicas e conformacionais, as galactomananas tem sido alvo de intensas pesquisas, principalmente na área industrial e acadêmica (CERQUEIRA et al., 2011), sendo amplamente usadas na indústria farmacêutica, têxtil, cosmética e de alimentos (MIRHOSSEINI; AMID, 2012).

Na indústria alimentícia as gomas são utilizadas como aditivos, na confeitaria, em geléias, xaropes, saladas e maioneses, entre outros. Na indústria de cosméticos são utilizadas em fixadores de cabelos, cremes e outros produtos de beleza. Na indústria farmacêutica são usadas na preparação de emulsões, pastilhas e outros preparos. Na medicina têm um emprego limitado: externamente em aplicações locais como hidratantes e internamente em processos inflamatórios. Apresenta ação protetora nas mucosas (ALVES, 2013).

Dentre uma centena de espécies de leguminosas, cujo endosperma é constituído de galactomanana, destaca-se a espécie Caesalpinia pulcherrima. Essa espécie pertence à família Leguminosae e subfamília Caesalpineaceae, encontrada por toda a Índia, sendo um arbusto originário das Antilhas, mas que pode ser também encontrada em outros países, especialmente no Brasil, onde é vastamente difundido pela região Nordeste. É uma árvore que se apresenta como lenhosa, ereta, provida de espinhos, tronco fino, de pequeno porte, que pode medir de 3 a 4 metros de altura, e sendo popularmente chamada de flamboianzinho (BURITI et al., 2014). Suas sementes acumulam consideráveis quantidades de galactomanana com potenciais aplicações na indústria, especialmente nos ramos petroquímico, farmacêutico, cosmético, papel, tecidos, minérios, explosivos e alimentos (SRIVASTAVA; KAPOOR, 2005).

Os polissacarídeos em geral são solúveis em água ou formam géis que na presença de excesso de água formam soluções viscosas (MONTEIRO, 2009). As gomas incluem-se em um amplo grupo de polissacarídeos solúveis em água, quem tem ampla capacidade de aumentar a viscosidade da solução e formar géis devido ao seu caráter altamente hidrófilo. A estrutura das moléculas de polissacarídeos presente nas gomas permite a elas ter propriedades significativas dos vários tipos de gomas. As gomas ramificadas formam géis com facilidade e são altamente estáveis, visto que as ramificações impedem que ocorram interações intermoleculares. As galactomananas, como outros hidrocolóides, são altamente hidrofílicas, sendo capazes de absorver água, excedendo muitas vezes sua própria massa, formando géis homogêneos (DEA et al., 1977).

Vários polissacarídeos são usados na obtenção de hidrogéis, pois possuem vantagens sobre os polímeros sintéticos. Uma vantagem é a facilidade de obtenção, pois são abundantes, prontamente disponíveis e podem ser obtidos a partir de fontes renováveis como

algas, plantas e culturas microbianas (COVIELLO et al., 2007; NISHINARI et al., 2007). Outra vantagem é que tipicamente a viscosidade de uma solução de um polissacarídeo será maior quando comparada àquela de um polímero sintético de igual concentração e igual massa molar (RINAUDO, 2008).

Os hidrogéis usados em tratamentos tópicos possuem flexibilidade similar a tecidos naturais devido ao alto conteúdo de água, o que minimiza a irritação das membranas ou dos tecidos vizinhos ao sítio de aplicação. Estes hidrogéis também podem ser aplicados como sistemas de liberação controlada de fármacos (WU et al., 2009).

As galactomananas procedentes de fontes brasileiras são investigadas na forma de pesquisa e ainda são pouco utilizadas industrialmente, apesar da biodiversidade da flora local e do clima favorável para sua produção e ao desenvolvimento das espécies vegetais nativas. Atualmente, as tendências industriais exigem a introdução de fontes alternativas de polissacarídeos, portanto, é fundamental a busca de fontes renováveis, de fácil acesso pela abundância das espécies vegetais e baixo custo (CERQUEIRA et al., 2011).

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Justificativa

3 JUSTIFICATIVA

A utilização de plantas medicinais e a fitoterapia encontram-se mundialmente em expansão, constituindo um mercado farmacêutico altamente promissor. Levantamentos realizados em diferentes países evidenciam que a utilização das plantas medicinais vem se tornando cada vez mais popular.

O crescente interesse em terapias alternativas e no uso terapêutico de produtos naturais, especificamente aqueles derivados de plantas, é obsevado principalmente no desafio de tratamento de doenças infecciosas, tendo em vista que bactérias resistentes a múltiplos antimicrobianos representam fontes de incertezas para o tratamento dessas doenças, havendo necessidade de se buscar novas substâncias com propriedades antimicrobianas.

Um dos maiores problemas de saúde pública enfrentados nas ultimas décadas consiste no agravamento da resistência a antimicrobianos, principalmente em cepas de origem hospitalar, como a espécie S. aureus, que é considerada altamente patogênica devido a seus fatores de virulência e à elevada resistência à antimicrobianos. Além de ser causador de diversas formas de infecções, é atualmente o microrganismo mais frequentemente isolado de feridas cirúrgicas infectadas. A infecção da incisão cirúrgica constitui uma parcela significativa no total de todas as infecções hospitalares, prolongando o tempo de permanência do paciente, elevando os custos hospitalares, provocando morbidades, problemas psicossociais e incapacidades em alguns casos e morte em outros.

Dentre os fatores que afetam a cicatrização de feridas cutâneas, destaca-se a contaminação bacteriana, que geralmente progride para o estabelecimento de um processo infeccioso devido às condições da região afetada, que permitem sua proliferação. Na tentativa de reduzir essa problemática, muitos esforços têm se centrado na compreensão da fisiologia e tratamento de feridas, com ênfase em novas abordagens terapêuticas e no continuo desenvolvimento de tecnologias para os cuidados de feridas cutâneas. Além disso, a busca por substâncias tópicas com o propósito de cicatrização é devida também à necessidade de ampliação do arsenal terapêutico, pelo alto custo e a dificuldade de acesso de produtos cicatrizantes disponíveis no mercado.

Resultados obtidos na dissertação de Mestrado “Avaliação das atividades antimicrobiana e antioxidante dos óleos essenciais das folhas dos quimiotipos I, II e III de Lippia alba (Mill.) N. E. Brown”, mostrou que o óleo essencial das folhas do quimiotipo II de L. alba (OELaII), teve uma excelente atividade antimicrobiana in vitro sobre cepa de referência de S. aureus e multirresistentes originárias de ambiente hospitalar, em baixas

concentrações inibitória e letal, bem como atividade antioxidante determinada através da dosagem de substâncias reativas do ácido tiobarbitúrico.

Os resultados obtidos anteriormente e as considerações de Dias et al. (2011), que consideram o uso de formulações com atividade antimicrobiana e propriedades antioxidantes um poderoso aliado no tratamento de feridas cutâneas, fundamentaram o interesse de continuar a investigação desta espécie, para obtenção de um produto a base de OELaII com aplicabilidade biotecnológica.

Finalmente, o conjunto de características marcantes, como o uso promissor de plantas medicinais, a dificuldade atualmente encontrada para a cicatrização de feridas, as poucas alternativas ainda existentes, a grande frequência de cepas de S. aureus isoladas em feridas e seu grande problema de resistência a antimicrobianos, as complicações ocasionadas por essas feridas infectadas e as propriedades antimicrobianas e antioxidante encontradas no OELaII, levou a investigar o mecanismo de ação antimicrobiano do OELaII em cepas de S.

aureus, bem como preparar uma formulação tópica com característica cicatrizante e

antimicrobiana, principalmente sobre cepas de S. aureus.

Apesar do grande emprego popular, na literatura pesquisada não foram encontrados trabalhos científicos e nenhum estudo experimental rigoroso para elucidar o mecanismo de ação do OELaII em cepas de S. aureus, bem como a melhora na cicatrização através do uso tópico da erva-cidreira em feridas cutâneas.

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Objetivos

4 OBJETIVOS 4.1 Objetivo Geral

Determinar o mecanismo de ação antimicrobiano do óleo essencial das folhas do quimiotipo II de Lippia alba (Mill.) N.E. Brown (OELaII) sobre cepas de S. aureus, bem como avaliar o efeito do OELaII no processo cicatricial de feridas cutâneas experimentais.

4.2 Objetivos Específicos

 Determinar a Concentração Inibitória Mínima (CIM) e a Concentração Letal Mínima (CLM) do OELaII, in vitro, sobre cepas de S. aureus.

 Conhecer o mecanismo de ação antimicrobiano do OELaII sobre cepas de S. aureus, através de seu efeito na permeabilidade da membrana citoplasmática e na morfologia celular.  Determinar o efeito de concentrações subinibitórias do OELaII sobre fatores de virulência de cepas de S. aureus.

 Avaliar a influência do pH na atividade antimicrobiana do OELaII sobre cepas de S.

aureus.

 Preparar e avaliar a qualidade microbiológica de formulações tópicas de OELaII, a base de gel de galactomanana;

 Avaliar a ação cicatrizante do OELaII e das formulações de OELaII, a base de gel de galactomanana, por parâmetro histopatológico, sinais clínicos e área da contração da ferida;  Avaliar a atividade antimicrobiana tópica, in vivo, do OELaII e das formulações de OELaII, a base de gel de galactomanana.

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Materiais e Métodos

5 MATERIAIS E MÉTODOS 5.1 Aspectos éticos

Todos os procedimentos do projeto de pesquisa foram realizados de acordo com as normas preconizadas pelo Conselho Nacional de Controle de Experimentação Animal (CONCEA). Os protocolos experimentais foram aprovados em 29 de maio de 2012 pelo Comitê de Ética em Pesquisas com Animais da Universidade Federal do Ceará (UFC) sob o número de protocolo 002/2012 (Anexo A).